地球上的臭氧层有多少是被人们破坏的?
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/23 02:22:23
地球上的臭氧层有多少是被人们破坏的?
地球上的臭氧层有多少是被人们破坏的?
地球上的臭氧层有多少是被人们破坏的?
百分之50到70
经过多年的研究,大气化学家发现与氟氯碳化物释出的氯(Cl)及氧化氯(ClO)破坏臭氧有关。氟氯碳化物是人造的化学物质,通常作为冷却剂及喷雾器中的推进气体(propellantgas)。氟氯碳化物在对流层中相当稳定,但是一进入低平流层(如,20-25km),就可吸收波长小於260nm的短波辐射,释出Cl及ClO,如:
CFCl3+hυ→CO2+HF+3Cl或3ClO(5.11)
如前...
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经过多年的研究,大气化学家发现与氟氯碳化物释出的氯(Cl)及氧化氯(ClO)破坏臭氧有关。氟氯碳化物是人造的化学物质,通常作为冷却剂及喷雾器中的推进气体(propellantgas)。氟氯碳化物在对流层中相当稳定,但是一进入低平流层(如,20-25km),就可吸收波长小於260nm的短波辐射,释出Cl及ClO,如:
CFCl3+hυ→CO2+HF+3Cl或3ClO(5.11)
如前节所述,Cl及ClO可充当催化剂,引发破坏臭氧的催化反应。除氟氯碳化物外,火山爆发、海草及生质燃烧(biomassburning)也会产生氯,但是其含量大约只有由CFC释出的氯浓度的1/5。上述的化学反应由MarioMolina与SherwoodRowland於1974年提出。由於该研究对了解臭氧洞的形成有极大的贡献,他们二人与PaulCrutzen获得1995年诺贝尔化学奖。
光靠上述的化学反应,我们仍旧无法解释为何臭氧洞发生在南极洲上空,而不在其他地区(譬如,北极)。除非在特殊环境,前述的催化反应,并不会一直运作下去,因为HO,ClO等自由基会与NO2反应:
HO+NO2→HNO3(5.12)
ClO+NO2→ClONO2(5.13)
一旦形成HNO3或ClONO2,活性极高的HO与ClO就暂存在HNO3与ClONO2之中,无法引发催化反应。HNO3与ClONO2因此被称为储存分子(reservoirmolecules)。但是在冰面上,ClONO2与HCl反应则会释出氯气及产生固态之HNO3:
ClONO2+HCl→Cl2(gas)+HNO3(ice)(5.14)
氯气进一步吸收波长小於450nm的短波辐射,产生氯原子:
Cl2+hυ→2Cl(5.15)
反应式(5.14)在气态下也可发生,但极其缓慢,在冰面上ClONO2与HCl的作用则十分快速。因此,只有在环境温度极低的情况下,由氟氯碳化物释出的Cl及ClO才能进行高效率的催化反应,破坏臭氧。南极的平流层温度多在-80℃以下,即使水汽含量很低,也能达到饱和形成极区平流层冰云(polarstratosphericcloud,PSC),使得反应(5.14)能快速进行。这样的低温条件在世界其他地区不易形成。另一个因素则与大气环流有关。南北向的垂直环流(如图5-5)将氟氯碳化物等,从北半球传送进南极涡旋(图5-9\)。此一传送在冬季效率最高,而且因为缺乏太阳辐射,破坏臭氧的化学反应不会发生。加上,南极上空的涡旋远比北极的涡旋强,其内部的空气比较不容易与外界空气混合(图5-9)。这些因素使得南极上空的温度较低,以及破坏臭氧的微量气体(如,ClO)逐渐累积。但是,一到春天,太阳辐射增强而平流层气温仍旧相当低,破坏臭氧的化学反应就可快速进行,产生臭氧洞。
南极臭氧洞的形成是由许多因素的巧妙配合才得以形成。北极的气象因素不像南极那般独特,因此虽然也有形成臭氧洞的迹象,但尚不如南极那般严重。有趣的是,大部份的氟氯碳化物在北半球中纬度地区释出,但是影响最大的地区却是南极。大气环流的长程传送是主要因素之一。
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地球的臭氧绝大部分在南极,从上世纪到现在臭氧层越来月薄,已经出现空洞了,你说破坏多严重?你少用点含氟牙膏和少用冰箱哦
经CFCl3+hυ→CO2+HF+3Cl或3ClO(5.11)
如前节所述,Cl及ClO可充当催化剂,引发破坏臭氧的催化反应。除氟氯碳化物外,火山爆发、海草及生质燃烧(biomassburning)也会产生氯,但是其含量大约只有由CFC释出的氯浓度的1/5。上述的化学反应由MarioMolina与SherwoodRowland於1974年提出。由於该研究对了解臭氧洞的形成有极大的贡献,他们...
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经CFCl3+hυ→CO2+HF+3Cl或3ClO(5.11)
如前节所述,Cl及ClO可充当催化剂,引发破坏臭氧的催化反应。除氟氯碳化物外,火山爆发、海草及生质燃烧(biomassburning)也会产生氯,但是其含量大约只有由CFC释出的氯浓度的1/5。上述的化学反应由MarioMolina与SherwoodRowland於1974年提出。由於该研究对了解臭氧洞的形成有极大的贡献,他们二人与PaulCrutzen获得1995年诺贝尔化学奖。
光靠上述的化学反应,我们仍旧无法解释为何臭氧洞发生在南极洲上空,而不在其他地区(譬如,北极)。除非在特殊环境,前述的催化反应,并不会一直运作下去,因为HO,ClO等自由基会与NO2反应:
HO+NO2→HNO3(5.12)
ClO+NO2→ClONO2(5.13)
一旦形成HNO3或ClONO2,活性极高的HO与ClO就暂存在HNO3与ClONO2之中,无法引发催化反应。HNO3与ClONO2因此被称为储存分子(reservoirmolecules)。但是在冰面上,ClONO2与HCl反应则会释出氯气及产生固态之HNO3:
ClONO2+HCl→Cl2(gas)+HNO3(ice)(5.14)
氯气进一步吸收波长小於450nm的短波辐射,产生氯原子:
Cl2+hυ→2Cl(5.15)
反应式(5.14)在气态下也可发生,但极其缓慢,在冰面上ClONO2与HCl的作用则十分快速。因此,只有在环境温度极低的情况下,由氟氯碳化物释出的Cl及ClO才能进行高效率的催化反应,破坏臭氧。南极的平流层温度多在-80℃以下,即使水汽含量很低,也能达到饱和形成极区平流层冰云(polarstratosphericcloud,PSC),使得反应(5.14)能快速进行。这样的低温条件在世界其他地区不易形成。另一个因素则与大气环流有关。南北向的垂直环流(如图5-5)将氟氯碳化物等,从北半球传送进南极涡旋(图5-9\)。此一传送在冬季效率最高,而且因为缺乏太阳辐射,破坏臭氧的化学反应不会发生。加上,南极上空的涡旋远比北极的涡旋强,其内部的空气比较不容易与外界空气混合(图5-9)。这些因素使得南极上空的温度较低,以及破坏臭氧的微量气体(如,ClO)逐渐累积。但是,一到春天,太阳辐射增强而平流层气温仍旧相当低,破坏臭氧的化学反应就可快速进行,产生臭氧洞。
南极臭氧洞的形成是由许多因素的巧妙配合才得以形成。北极的气象因素不像南极那般独特,因此虽然也有形成臭氧洞的迹象,但尚不如南极那般严重。有趣的是,大部份的氟氯碳化物在北半球中纬度地区释出,但是影响最大的地区却是南极。大气环流的长程传送是主要因素之
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